"Электроника и схемы"


Download 0.5 Mb.
bet3/4
Sana27.01.2023
Hajmi0.5 Mb.
#1132416
TuriСамостоятельная работа
1   2   3   4
Bog'liq
Хамидов Ю

Туннель и диоды


  • Туннельный диод — это полупроводниковый прибор, созданный на основе возбужденного полупроводника. В нем присутствует туннельный эффект при обратном и малом прямом напряжении, а на вольт-амперной характеристике имеется участок с отрицательным дифференциальным сопротивлением.

  • Туннельные диоды существенно не отличаются от диодов других типов, но для их изготовления используются полупроводниковые материалы с входной мощностью 1020 см-3.

  • Если VAX является нелинейным, каждый из его подучастков рассматривается как прямая линия, и в этой точке характеристики вводится дифференциальное сопротивление. Если характеристика убывающая, сопротивление на этом участке будет иметь риманово значение.

Дополнительная информация


  • Туннельный диод VAX 3.2 показан на рис. АВ поле характеризуется отрицательным дифференциальным сопротивлением. Если туннельный диод подключить к колебательному контуру, то колебания могут усиливаться или генерироваться в определенных пропорциях между контуром и величиной отрицательного сопротивления в этом контуре. Туннельные диоды применяются в основном в конструкциях генераторов ОУЧ в диапазоне 3-30 ГГц, а также в специальных вычислительных устройствах и быстродействующих схемах.

  • Если VAX является нелинейным, каждый из его подучастков рассматривается как прямая линия, и в этой точке характеристики вводится дифференциальное сопротивление. Если характеристика убывающая, сопротивление на этом участке будет иметь риманово значение.

Диоды


  • Диод (греч. ди... приставка, означающая двойственность и электрический од) — двухэлектродный прибор, обладающий свойством односторонней электропроводности. Различают электровакуумные, полупроводниковые диодные, газотронные. В радиотехнике, электронике, энергетике и других областях техники в основном применяется при выпрямлении переменного тока, обнаружении, преобразовании частоты, переменном соединении электрических цепей.

  • Чтобы представить, как работает диод, рассмотрим, например, ситуацию с насосом, накачивающим колесо. Здесь мы работаем как насос, воздух идет к ниппелю без воздуха, и этот воздух не может пройти через ниппель.

  • 2) О светодиодах

  • Светоизлучающие диоды — это полупроводниковые светоизлучающие электронные устройства, которые имеют одиночный pn-переход и преобразуют электрическую энергию в некогерентный свет. В светодиодах световой пучок возникает в результате рекомбинации электронно-дырочных пар. Если p-n-переход смещен в правильном направлении, происходит рекомбинация. Излучательная рекомбинация происходит в так называемых запрещенных полупроводниках. В качестве такого твердого проводника можно использовать арсенид галлия. Длина волны излучаемого света определяется энергией кванта Ya, которая примерно соответствует ширине запрещенной зоны полупроводника.

  • Длина волны светодиодов на основе арсенида галлия составляет 0,9-1,4 мкм. Светодиоды видимого диапазона света изготавливают на основе фосфида галлия, карбида кремния и др. В современных светодиодах используются соединения галлия с азотом и алюминием Длина волны светодиодов на основе арсенида галлия составляет 0,9-1,4 мкм. Светодиоды видимого диапазона света изготавливают на основе фосфида галлия, карбида кремния и др. В современных светодиодах используются соединения галлия с азотом и алюминием.

  • Квантовый выход (эффективность) используется как энергетическая характеристика светодиодов. Квантовый выход показывает, сколько квантов излучения соответствует каждому электрону, проходящему через схему управления на выходе излучающего диода. Для светодиодов с переходом Гома квантовый выход обычно составляет 0,01-0,04. Для создания гетеропереходных светодиодов используются бинарные и трехкомпонентные полупроводники, для которых квантовый выход достаточно высок (до 0,3), но всегда меньше единицы. VAX, как и обычные диоды, представлены экспоненциальной зависимостью. Время переподключения светодиода – с.

  • Светодиоды используются в оптических линиях связи, устройствах индикации, оптоэлектронных парах и в ближайшем будущем, заменяя электроосветительные приборы.

  • Фотодиод и светоизлучающий диод являются основными полупроводниковыми приборами оптоэлектроники. Оптоэлектроника — раздел электроники, занимающийся разработкой, созданием и практическим применением электронных устройств, преобразующих световые сигналы в электрические и наоборот для приёма, передачи и обработки информации.

  • Фотоэлектрический прибор с одним pn-переходом называется фотодиодом. Фотодиод может быть подключен к схеме с внешним источником питания (фотодиодный режим) и без внешнего источника питания (фотоэлектрический режим). Внешний источник питания подключен так, что p-n переход смещен в обратном направлении. Когда фотодиод не подвергается воздействию света, через диод протекает очень небольшой «темновой» ток, который не зависит от приложенного напряжения и называется током извлечения. Электронно-дырочные пары генерируются при освещении базовой области диода фотонами с энергией hv, превышающей ширину запрещенной зоны.

  • Если расстояние между образовавшимися парами и p-n-переходом меньше диффузионной длины носителей заряда, то сгенерированные дырки извлекаются с помощью поля p-n-перехода, а величина обратного тока уменьшается до его «темнового» значения, относительно увеличивается. С увеличением интенсивности светового потока F увеличивается значение обратного тока IF диода. Фотодиод VAXi для разных значений тока показан на рис. 3.18. В широком диапазоне освещенности зависимость между фототоком и световым потоком практически линейна.

  • Фотодиод входит в состав многих электронных устройств. Именно поэтому он получил широкую известность. Традиционный светодиод представляет собой диод с p-n переходом, проводимость которого зависит от падающего на него света. В темноте фотодиод имеет характеристики обычного диода.

  • 1 - полупроводниковое соединение.

  • 2 - положительный полюс.

  • 3 - светочувствительный слой.

  • 4 - отрицательный полюс.

  • Обратный ток диода увеличивается под действием света. Величина, создаваемая обратным током, называется фототоком.

  • Фотоэлементы в виде отверстий несут положительный заряд области «p» по сравнению с областью «n». В свою очередь, электроны создают отрицательный заряд области «n» относительно области «p». Возникающая при этом разность потенциалов называется фотоэлектродвижущей силой и обозначается буквой «Ef». Электрический ток, генерируемый фотодиодом, реверсируется и направляется от катода к аноду. Кроме того, его значение зависит от количества света.

  • В работе фотогенератора вместо источника питания, преобразующего солнечный свет в электричество, используются фотодиоды. Такие фотогенераторы называются солнечными батареями. Они составляют основную часть солнечных батарей, используемых в различных устройствах, в том числе и в космических кораблях.

  • КПД солнечных элементов на основе кремния составляет 20%, у пленочных элементов этот параметр значительно больше. Важной особенностью солнечных элементов является то, что выходная мощность зависит от веса и площади чувствительного слоя. Эти свойства достигают 200 Вт/кг и 1 кВт/м2.

  • Напряжение и ток в нагрузке R н соответствуют характеристике фотодиода и сопротивлению R н в точке пересечения линии нагрузки. В темноте фотодиод по своему поведению эквивалентен обычному диоду. В темном режиме ток для кремниевых диодов составляет от 1 до 3 мкА, для германиевых от 10 до 30 мкА.

  • Типы фотодиодов

  • Существует несколько типов фотодиодов, каждый из которых имеет свои преимущества.

  • p-i-n фотодиод

  • Резюме

  • Целью написания этой самостоятельной работы было углубление моих знаний.

  • Коэффициент прохождения тока в оптронах от 0,1 до нескольких тысяч единиц и каков его знак.

  • Светодиоды излучают свет в результате рекомбинации электронно-дырочных пар.

  • Я получил аналогичную информацию и дополнительную информацию.

Download 0.5 Mb.

Do'stlaringiz bilan baham:
1   2   3   4




Ma'lumotlar bazasi mualliflik huquqi bilan himoyalangan ©fayllar.org 2024
ma'muriyatiga murojaat qiling